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1、 数理化解题研究) 2 o 1 2年第 J J期( 矗田) 化学篇 用数形 结合 解决化 学 问题 湖北省武汉市第四中学 ( 4 3 0 0 3 4 ) 张 杰 在高中化学中， 金属与酸的反应因计算时常涉及到反应 物之间相对过量( 或少量) 关系， _般都需要进行分段讨论， 被学生视为难点问题 其实， 这类问题的难点不在解题思路 上， 而在于分段讨论过程的繁琐 ， 缺乏直观性 这里， 介绍利 用数形结合的思想解答此类问题 例 1 在甲、 乙两个烧杯中分别盛有 N a O H溶液、 盐酸 各 1 L， 均为 3 m L， 向其中分别投入质量均为 7 , 的铝片， 充分反应， 反应结束时收集到气体
2、 ( 甲) ： V ( 乙)=3 ： 4 ( 相 同条件下) ， 以下有关叙述正确的是( ) A 两个烧杯中， 金属均 有剩余 B N4 “ 烧杯 中， 金 属均 无剩余 C m= 3 6 D 标况 下， ( 乙) 为 2 2 4 L 如图 1所 示 ， 绘 图时 ， 以金属 的质 量 或者 物 质 的 图 1 量为横轴， 以产生气体的体积或者物质的量为纵轴 ， 由于金 属用量与气体产量之间呈线性关系， 所 以只需描出一个点 ( 通常是酸恰好耗尽这一“ 临界点” ) ， 并与原点相连即可 曲 线中， 凡“ 上升” 段代表酸有剩余 ， 增加金属会继续放出氢 气； 凡“ 水平” 段代表酸已耗尽 ，
3、 即使再加入金属也不再产生 氢气本题中， 通过描点14 ( 1， 1 5 ) 、 ( 3， 4 5 ) 并连线即可得 反应曲线和通过 3 ： 4 找到 2 点， 进而借助辅助线找到 点、 1 点 。 由图1 可知， 若投入铝片物质的量为N 。 ， 与盐酸反应时 铝有剩余 ； 与 N a O H溶液反应时， 铝已耗尽 A、 B皆错 依题可知 ： 1 5 o N =3 4= 1 D l ， 得 0 2 =2 ； 即标况 下 ， ( 乙) 为 4 4 8 L D错 得 O N = 4 3 即铝片的质量 为 3 6 g 本题选 C 例 2 在三个等质量的烧杯 中均装有 1 L l m o L的硫 酸溶
4、液 ， 向其中分别投入质量均为 。g 的 、 N a 、 z n， 充分反 应后( 恢复至室温) ， 称量三个烧杯质量( 连同烧杯内物质) 分别为 m l g 、 rn 2 g 、 m3 g， 试回答 ： ( 1 ) 若 n l m 3 ， a的取值范围为； ( 2 ) m 、 m 2 、 三者( 填“ 可能” 或“ 不可能” ) 相等 反应结束后 ， 烧杯 ( 连同 烧杯 内物质 ) 的质 量 的相对 大 小取决于投入的金属质量与放 出的氢气质量的差值 ， 由于投 入相同质量的金属， 则放出氢 气最多的那一个烧杯最终总质 量最小 图 2 通过描点得到图 2所示三种金属的反应曲线 ( 1 )
5、要满足 m， ， 即是要求产生的氢气的量按 、N a 、 z n 顺序递减 在金属质量0 4 6区间内， 任作一条竖 直的辅助线， 与三条反应曲线的交点的纵坐标按 、 N a 、 z n 顺序递减 0a p ( 水 柱) ) ， 被压出形成喷泉 因此凡能使液体出口处的气体压强 迅速减小或液体人口处的气体压强迅速增大的方法， 都可引 发喷泉， 表示如图2 去) 减小瓶 内压强 增大瓶 内压强 图 2 例 1 制取氨并完成喷泉实验 ( 图中夹持装置均 已略 营 氨 水 图 3 ( 1 ) 写出实验室制取氨的化学方程式 ( 2 ) 收集氨应使用 一 法， 要得到干燥的氨可选用 作干燥剂 ( 3 ) 用图3 ( 1 ) 装置进行喷泉实验 ， 上部烧瓶已装满干燥 氨气， 引发水 上喷 的操 作是 该 实验的原理 是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一_ ( 4 ) 如果只提供如图 3 ( 2 ) 的装置， 请说明引发喷泉的方
